(57)【要約】  【課題】  制御バルブをＯＦＦからＯＮ制御した場合にノズル出口の被加熱流体の現在温度を目標温度に到達するまでには多大な時間を要する。  【解決手段】  配管２内を流通する被加熱流体の流量をＯＮ又はＯＦＦ制御する制御バルブ８と、配管に両端部が連通接続した発熱管４Ａを電磁誘導にて加熱し、同加熱した被加熱流体を流体噴射ノズル６に出力する電磁誘導式ヒータユニット４と、ノズル出口温度センサ１３にて検出したノズル出口の被加熱流体の現在温度が目標温度となるようにカスケード制御動作を実行する制御装置５とを有する半導体基板処理装置１であって、制御装置は、制御バルブをＯＦＦ制御すると、カスケード制御動作を中止して、発熱管温度センサ１１にて検出した発熱管の現在温度を、制御バルブＯＮ制御時に被加熱流体の温度が目標温度に急速に到達するための目標予熱温度に到達維持すべく、予熱温度制御動作を実行するようにした。【選択図】  図１
2007066849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱流体が流通して同被加熱流体を排出する配管出口を備えた配管と、この配管内を流通する被加熱流体の流量を制御する流量制御手段と、前記配管に両端部が連通接続した発熱管を備え、同発熱管を電磁誘導にて同発熱管内を流通する被加熱流体を加熱し、同加熱した被加熱流体を前記配管出口方向に出力する加熱ユニット手段と、前記配管出口から噴出する被加熱流体の現在温度を検出する出口側流体温度検出手段と、この出口側流体温度検出手段にて検出した被加熱流体の現在温度が目標温度となるように、前記加熱ユニット手段に対してカスケード制御動作を実行するユニット制御手段とを有し、前記流量制御手段は、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を定常流量又は、同定常流量よりも小さい微小流量に切替設定する電磁誘導流体加熱装置であって、
前記加熱ユニット手段内の前記発熱管の現在温度を検出する発熱管温度検出手段を有し、
前記ユニット制御手段は、
前記流量制御手段にて前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定されると、前記カスケード制御動作を中止して、前記発熱管温度検出手段にて検出した前記発熱管の現在温度を、前記微小流量から前記定常流量に切替えられたときに前記配管出口から噴出する被加熱流体の温度が前記目標温度に急速に到達するための目標予熱温度に維持すべく、前記加熱ユニット手段に対して前記発熱管の予熱温度制御動作を実行することを特徴とする電磁誘導流体加熱装置。
【請求項２】
前記ユニット制御手段は、
前記発熱管温度検出手段にて検出した前記発熱管の現在温度が、前記被加熱流体が変質障害を発生する流体変質発生温度未満になるように制限するリミッター機能を有し、前記発熱管の現在温度が前記流体変質発生温度未満の状態で前記加熱ユニット手段に対して前記カスケード制御動作又は前記予熱温度制御動作を実行することを特徴とする請求項１記載の電磁誘導流体加熱装置。
【請求項３】
被加熱流体が流通して同被加熱流体を排出する配管出口を備えた配管と、この配管内を流通する被加熱流体の流量を制御する流量制御手段と、前記配管に両端部が連通接続した発熱管を備え、同発熱管を電磁誘導にて同発熱管内を流通する被加熱流体を加熱し、同加熱した被加熱流体を前記配管出口方向に出力する加熱ユニット手段と、前記配管出口から噴出する被加熱流体の現在温度を検出する出口側流体温度検出手段と、この出口側流体温度検出手段にて検出した被加熱流体の現在温度が目標温度となるように、前記加熱ユニット手段に対してカスケード制御動作を実行するユニット制御手段とを有し、前記流量制御手段は、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を定常流量又は、同定常流量よりも小さい微小流量に切替設定する電磁誘導流体加熱装置であって、
前記加熱ユニット手段内の前記発熱管の出口での前記被加熱流体の現在温度を検出するユニット出口流体温度検出手段を有し、
前記ユニット制御手段は、
前記流量制御手段にて前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定されると、前記カスケード制御動作を中止して、前記ユニット出口流体温度検出手段にて検出した被加熱流体の現在温度を、前記微小流量から前記定常流量に切替えられたときに前記配管出口から噴出する被加熱流体の温度が前記目標温度に急速に到達するための目標予熱温度に維持すべく、前記加熱ユニット手段に対して前記発熱管の予熱温度制御動作を実行することを特徴とする電磁誘導流体加熱装置。
【請求項４】
前記加熱ユニット手段内の前記発熱管の現在温度を検出する発熱管温度検出手段を有し、
前記ユニット制御手段は、
前記発熱管温度検出手段にて検出した前記発熱管の現在温度が、前記被加熱流体が変質障害を発生する流体変質発生温度未満になるように制限するリミッター機能を有し、前記発熱管の現在温度が前記流体変質発生温度未満の状態で前記加熱ユニット手段に対して前記カスケード制御動作又は前記予熱温度制御動作を実行することを特徴とする請求項３記載の電磁誘導流体加熱装置。
【請求項５】
前記ユニット制御手段は、
前記流量制御手段にて前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定して前記発熱管の予熱温度制御動作中に、前記微小流量から前記定常流量に切替設定されると、前記配管出口から噴出する被加熱流体の現在温度が前記目標温度に到達したタイミングで、前記予熱温度制御動作を中止して前記カスケード制御動作を再開可能にすることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の電磁誘導流体加熱装置。
【請求項６】
前記ユニット制御手段は、
温度調節器の温度制御信号に基づき、前記加熱ユニット手段を駆動制御するユニット駆動手段と、
前記出口側流体温度検出手段、前記発熱管温度検出手段又は前記ユニット出口流体温度検出手段の検出結果に基づいて、前記温度調節器に供給する前記温度制御信号を生成する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
強制停止信号を検出すると、前記温度調節器を経由することなく、前記ユニット駆動手段を通じて、前記加熱ユニット手段を強制的に停止させることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の電磁誘導流体加熱装置。
【請求項７】
前記配管出口から噴出する被加熱流体の加熱対象物が同配管出口にあるか否かを判定する対象物判定手段を有し、
前記流量制御手段は、
前記対象物判定手段にて前記配管出口に前記対象物があると判定されると、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を前記定常流量に切替設定すると共に、
前記対象物判定手段にて前記配管出口に前記対象物がないと判定されると、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を前記微小流量に切替設定することを特徴とする請求項１、２，３，４，５又は６記載の電磁誘導流体加熱装置。
【請求項８】
前記流量制御手段は、
所定時間タイミングに基づき、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を前記定常流量又は前記微小流量に切替設定することを特徴とする請求項１、２，３，４，５又は６記載の電磁誘導流体加熱装置。
【請求項９】
前記微小流量は、前記配管内の被加熱流体の流量が微量であることを特徴とする請求項１，２，３、４，５，６，７又は８記載の電磁誘導流体加熱装置。
【請求項１０】
前記微小流量は、前記配管内の被加熱流体の流量がゼロであることを特徴とする請求項１，２，３、４，５，６，７又は８記載の電磁誘導流体加熱装置。
【請求項１１】
被加熱流体が流通して同被加熱流体を排出する配管出口を備えた配管と、この配管に両端部が連通接続した発熱管を備え、同発熱管を電磁誘導にて同発熱管内を流通する被加熱流体を加熱し、同加熱した被加熱流体を前記配管出口方向に出力する加熱ユニット手段とを有し、前記配管出口から噴出する被加熱流体の現在温度を検出し、この検出した被加熱流体の現在温度が目標温度となるように、前記加熱ユニット手段に対してカスケード制御動作を実行すると共に、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を定常流量又は、同定常流量よりも小さい微小流量に切替設定する電磁誘導流体加熱装置の制御方法であって、
前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定されると、前記カスケード制御動作を中止して、前記発熱管の現在温度を検出し、この検出した前記発熱管の現在温度を、前記微小流量から前記定常流量に切替えられたときに前記配管出口から噴出する被加熱流体の温度が前記目標温度に急速に到達するための目標予熱温度に維持すべく、前記加熱ユニット手段に対して前記発熱管の予熱温度制御動作を実行することを特徴とする電磁誘導流体加熱装置の制御方法。
【請求項１２】
被加熱流体が流通して同被加熱流体を排出する配管出口を備えた配管と、この配管に両端部が連通接続した発熱管を備え、同発熱管を電磁誘導にて同発熱管内を流通する被加熱流体を加熱し、同加熱した被加熱流体を前記配管出口方向に出力する加熱ユニット手段とを有し、前記配管出口から噴出する被加熱流体の現在温度を検出し、この検出した被加熱流体の現在温度が目標温度となるように、前記加熱ユニット手段に対してカスケード制御動作を実行すると共に、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を定常流量又は、同定常流量よりも小さい微小流量に切替設定する電磁誘導流体加熱装置の制御方法であって、
前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定されると、前記カスケード制御動作を中止して、前記発熱管の出口での前記被加熱流体の現在温度を、前記微小流量から前記定常流量に切替えられたときに前記配管出口から噴出する被加熱流体の温度が前記目標温度に急速に到達するための目標予熱温度に維持すべく、前記加熱ユニット手段に対して前記発熱管の予熱温度制御動作を実行することを特徴とする電磁誘導流体加熱装置の制御方法。
【請求項１３】
前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定して前記発熱管の予熱温度制御動作中に、前記微小流量から前記定常流量に切替設定されると、前記配管出口から噴出する被加熱流体の現在温度が前記目標温度に到達したタイミングで、前記予熱温度制御動作を中止して前記カスケード制御動作を再開可能にすることを特徴とする請求項１１又は１２記載の電磁誘導流体加熱装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばガスや液体等の被加熱流体を、配管を通じて電磁誘導で加熱して、この加熱した目標温度の被加熱流体を、例えば半導体基板等の噴射対象物(ターゲット)に対して噴射する機能を備えた電磁誘導流体加熱装置及び、同電磁誘導流体加熱装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような電磁誘導流体加熱装置としては、ガスや液体等の被加熱流体を、配管を通じて電磁誘導で加熱して、この加熱した目標温度の被加熱流体をチャンバ内のターゲットに対して噴射する機能を備えたものが知られている(例えば特許文献１参照)。
【０００３】
この特許文献１の電磁誘導流体加熱装置としては、ガスや液体等の被加熱流体が流通して同被加熱流体を排出する配管出口を備えた配管と、前記配管に両端部が連通接続した螺旋状の発熱管を備え、同発熱管を電磁誘導にて同発熱管内を流通する被加熱流体を加熱し、同加熱した被加熱流体をチャンバ内の配管出口方向に出力する加熱ユニット手段と、前記配管出口から噴出する被加熱流体の現在温度を検出する出口側流体温度検出部と、この出口側流体温度検出部にて検出した被加熱流体の現在温度が目標温度となるように、前記加熱ユニット手段に対してカスケード制御動作を実行するユニット制御部とを有し、チャンバ内の正常位置に配置されたターゲットに対して目標温度の被加熱流体を噴射することで、同ターゲットに対する乾燥処理を実行するものである。
【０００４】
この特許文献１の電磁誘導流体加熱装置によれば、加熱ユニット手段の電磁誘導にて同発熱管内を流通する被加熱流体を加熱し、配管出口から噴出する同加熱した被加熱流体の現在温度が目標温度となるようにカスケード制御動作を実行するようにしたので、被加熱流体流通経路でのパーティクルの発生を確実に抑えることができ、しかも、簡易な構造で、発熱管全体で均一に被加熱流体と熱交換することができ、その結果、ターゲットに対して目標温度の被加熱流体を噴射することができる。
【特許文献１】特開２００１−２３５２２８号公報（要約書及び図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この特許文献１の電磁誘導流体加熱装置によれば、例えば制御バルブをＯＮ制御することで加熱ユニット手段への被加熱流体の流量が連続的に定常流量の場合、配管出口の被加熱流体の現在温度が目標温度になるように加熱ユニット手段を制御することは容易であるが、例えばチャンバ内の正常位置にターゲットが配置された場合にのみ、制御バルブをＯＮ制御することで定常流量の被加熱流体を噴射し、チャンバ内の正常位置にターゲットが配置されなかった場合は制御バルブをＯＦＦ制御することで被加熱流体の噴射を停止するように、加熱ユニット手段への被加熱流体の流量が定常流量(制御バルブＯＮ制御)又は微小流量(制御バルブＯＦＦ制御)に切替設定するシステムを採用した場合、被加熱流体の流量が定常流量(制御バルブＯＮ制御)から微小流量(制御バルブＯＦＦ制御)に切替設定されると、加熱ユニット手段への被加熱流体の供給を停止することでカスケード制御動作を実行することができないため、その結果、発熱管及び配管出口間の配管温度は下降し、その後、微小流量(制御バルブＯＦＦ制御)から定常流量(制御バルブＯＮ制御)に切替設定された場合、加熱ユニット手段への被加熱流体の供給を開始してカスケード制御動作を実行することになるが、配管出口の被加熱流体の現在温度を目標温度まで上昇させるためには時間を要する。
【０００６】
そこで、配管出口近傍に、同配管を予熱する予熱ヒータを配置し、微小流量(制御バルブＯＦＦ制御)時に配管を予熱しておくことで、微小流量(制御バルブＯＦＦ制御)から定常流量(制御バルブＯＮ制御)に切替えたとしても、配管出口の被加熱流体の現在温度を目標温度まで迅速に上昇させ、その被加熱流体の現在温度を目標温度まで上昇させるための時間を短縮化することも考えられるが、配管出口近傍にヒータを設ける必要があるため、電磁誘導流体加熱装置自体が複雑化及び大型化してしまうことが考えられる。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、定常流量(制御バルブＯＮ制御)又は微小流量（制御バルブＯＦＦ制御）に切替設定可能な装置において、微小流量(制御バルブＯＦＦ制御)に切替設定後、定常流量(制御バルブＯＮ制御)に切替設定したとしても、例えば予熱用ヒータ等を配置する複雑な構成を要することなく、配管出口の被加熱流体の現在温度が目標温度に到達するまでの時間を大幅に短縮化することができる電磁誘導流体加熱装置及び、同電磁誘導流体加熱装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の電磁誘導流体加熱装置は、被加熱流体が流通して同被加熱流体を排出する配管出口を備えた配管と、この配管内を流通する被加熱流体の流量を制御する流量制御手段と、前記配管に両端部が連通接続した発熱管を備え、同発熱管を電磁誘導にて同発熱管内を流通する被加熱流体を加熱し、同加熱した被加熱流体を前記配管出口方向に出力する加熱ユニット手段と、前記配管出口から噴出する被加熱流体の現在温度を検出する出口側流体温度検出手段と、この出口側流体温度検出手段にて検出した被加熱流体の現在温度が目標温度となるように、前記加熱ユニット手段に対してカスケード制御動作を実行するユニット制御手段とを有し、前記流量制御手段は、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を定常流量又は、同定常流量よりも小さい微小流量に切替設定する電磁誘導流体加熱装置であって、前記加熱ユニット手段内の前記発熱管の現在温度を検出する発熱管温度検出手段を有し、前記ユニット制御手段は、前記流量制御手段にて前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定されると、前記カスケード制御動作を中止して、前記発熱管温度検出手段にて検出した前記発熱管の現在温度を、前記微小流量から前記定常流量に切替えられたときに前記配管出口から噴出する被加熱流体の温度が前記目標温度に急速に到達するための目標予熱温度に維持すべく、前記加熱ユニット手段に対して前記発熱管の予熱温度制御動作を実行するようにした。
【０００９】
本発明の電磁誘導流体加熱装置は、前記ユニット制御手段が、前記発熱管温度検出手段にて検出した前記発熱管の現在温度が、前記被加熱流体が変質障害を発生する流体変質発生温度未満になるように制限するリミッター機能を有し、前記発熱管の現在温度が前記流体変質発生温度未満の状態で前記加熱ユニット手段に対して前記カスケード制御動作又は前記予熱温度制御動作を実行するようにした。
【００１０】
本発明の電磁誘導流体加熱装置は、被加熱流体が流通して同被加熱流体を排出する配管出口を備えた配管と、この配管内を流通する被加熱流体の流量を制御する流量制御手段と、前記配管に両端部が連通接続した発熱管を備え、同発熱管を電磁誘導にて同発熱管内を流通する被加熱流体を加熱し、同加熱した被加熱流体を前記配管出口方向に出力する加熱ユニット手段と、前記配管出口から噴出する被加熱流体の現在温度を検出する出口側流体温度検出手段と、この出口側流体温度検出手段にて検出した被加熱流体の現在温度が目標温度となるように、前記加熱ユニット手段に対してカスケード制御動作を実行するユニット制御手段とを有し、前記流量制御手段は、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を定常流量又は、同定常流量よりも小さい微小流量に切替設定する電磁誘導流体加熱装置であって、前記加熱ユニット手段内の前記発熱管の出口での前記被加熱流体の現在温度を検出するユニット出口流体温度検出手段を有し、前記ユニット制御手段は、前記流量制御手段にて前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定されると、前記カスケード制御動作を中止して、前記ユニット出口流体温度検出手段にて検出した被加熱流体の現在温度を、前記微小流量から前記定常流量に切替えられたときに前記配管出口から噴出する被加熱流体の温度が前記目標温度に急速に到達するための目標予熱温度に維持すべく、前記加熱ユニット手段に対して前記発熱管の予熱温度制御動作を実行するようにした。
【００１１】
本発明の電磁誘導流体加熱装置は、前記加熱ユニット手段内の前記発熱管の現在温度を検出する発熱管温度検出手段を有し、前記ユニット制御手段は、前記発熱管温度検出手段にて検出した前記発熱管の現在温度が、前記被加熱流体が変質障害を発生する流体変質発生温度未満になるように制限するリミッター機能を有し、前記発熱管の現在温度が前記流体変質発生温度未満の状態で前記加熱ユニット手段に対して前記カスケード制御動作又は前記予熱温度制御動作を実行するようにした。
【００１２】
本発明の電磁誘導流体加熱装置は、前記ユニット制御手段が、前記流量制御手段にて前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定して前記発熱管の予熱温度制御動作中に、前記微小流量から前記定常流量に切替設定されると、前記配管出口から噴出する被加熱流体の現在温度が前記目標温度に到達したタイミングで、前記予熱温度制御動作を中止して前記カスケード制御動作を再開可能にするようにした。
【００１３】
本発明の電磁誘導流体加熱装置は、前記ユニット制御手段が、温度調節器の温度制御信号に基づき、前記加熱ユニット手段を駆動制御するユニット駆動手段と、前記出口側流体温度検出手段、前記発熱管温度検出手段又は前記ユニット出口流体温度検出手段の検出結果に基づいて、前記温度調節器に供給する前記温度制御信号を生成する制御手段とを有し、前記制御手段は、強制停止信号を検出すると、前記温度調節器を経由することなく、前記ユニット駆動手段を通じて、前記加熱ユニット手段を強制的に停止させるようにした。
【００１４】
本発明の電磁誘導流体加熱装置は、前記配管出口から噴出する被加熱流体の加熱対象物が同配管出口にあるか否かを判定する対象物判定手段を有し、前記流量制御手段は、前記対象物判定手段にて前記配管出口に前記対象物があると判定されると、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を前記定常流量に切替設定すると共に、前記対象物判定手段にて前記配管出口に前記対象物がないと判定されると、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を前記微小流量に切替設定するようにした。
【００１５】
本発明の電磁誘導流体加熱装置は、前記流量制御手段が、所定時間タイミングに基づき、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を前記定常流量又は前記微小流量に切替設定するようにした。
【００１６】
本発明の電磁誘導流体加熱装置は、前記微小流量が、前記配管内の被加熱流体の流量が微量であるようにした。
【００１７】
本発明の電磁誘導流体加熱装置は、前記微小流量が、前記配管内の被加熱流体の流量がゼロであるようにした。
【００１８】
上記目的を達成するために本発明の電磁誘導流体加熱装置の制御方法は、被加熱流体が流通して同被加熱流体を排出する配管出口を備えた配管と、この配管に両端部が連通接続した発熱管を備え、同発熱管を電磁誘導にて同発熱管内を流通する被加熱流体を加熱し、同加熱した被加熱流体を前記配管出口方向に出力する加熱ユニット手段とを有し、前記配管出口から噴出する被加熱流体の現在温度を検出し、この検出した被加熱流体の現在温度が目標温度となるように、前記加熱ユニット手段に対してカスケード制御動作を実行すると共に、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を定常流量又は、同定常流量よりも小さい微小流量に切替設定する電磁誘導流体加熱装置の制御方法であって、前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定されると、前記カスケード制御動作を中止して、前記発熱管の現在温度を検出し、この検出した前記発熱管の現在温度を、前記微小流量から前記定常流量に切替えられたときに前記配管出口から噴出する被加熱流体の温度が前記目標温度に急速に到達するための目標予熱温度に維持すべく、前記加熱ユニット手段に対して前記発熱管の予熱温度制御動作を実行するようにした。
【００１９】
本発明の電磁誘導流体加熱装置の制御方法は、被加熱流体が流通して同被加熱流体を排出する配管出口を備えた配管と、この配管に両端部が連通接続した発熱管を備え、同発熱管を電磁誘導にて同発熱管内を流通する被加熱流体を加熱し、同加熱した被加熱流体を前記配管出口方向に出力する加熱ユニット手段とを有し、前記配管出口から噴出する被加熱流体の現在温度を検出し、この検出した被加熱流体の現在温度が目標温度となるように、前記加熱ユニット手段に対してカスケード制御動作を実行すると共に、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を定常流量又は、同定常流量よりも小さい微小流量に切替設定する電磁誘導流体加熱装置の制御方法であって、前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定されると、前記カスケード制御動作を中止して、前記発熱管の出口での前記被加熱流体の現在温度を、前記微小流量から前記定常流量に切替えられたときに前記配管出口から噴出する被加熱流体の温度が前記目標温度に急速に到達するための目標予熱温度に維持すべく、前記加熱ユニット手段に対して前記発熱管の予熱温度制御動作を実行するようにした。
【００２０】
本発明の電磁誘導流体加熱装置の制御方法は、前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定して前記発熱管の予熱温度制御動作中に、前記微小流量から前記定常流量に切替設定されると、前記配管出口から噴出する被加熱流体の現在温度が前記目標温度に到達したタイミングで、前記予熱温度制御動作を中止して前記カスケード制御動作を再開可能にするようにした。
【発明の効果】
【００２１】
上記のように構成された本発明の電磁誘導流体加熱装置によれば、前記流量制御手段にて前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定されると、前記カスケード制御動作を中止して、前記発熱管温度検出手段にて検出した前記発熱管の現在温度を、前記微小流量から前記定常流量に切替えられたときに前記配管出口から噴出する被加熱流体の温度が前記目標温度に急速に到達するための目標予熱温度に維持すべく、前記ユニット制御手段に対して前記発熱管の予熱温度制御動作を実行するようにしたので、定常流量又は微小流量に切替設定可能な装置において、前記微小流量に切替設定後、前記定常流量に切替設定したとしても、例えば予熱用ヒータ等の複雑な構成を要することなく、カスケード制御動作を中止して前記予熱温度制御動作を実行することで配管出口の被加熱流体の現在温度が目標温度に急速に到達するまでの時間を大幅に短縮化することができる。
【００２２】
本発明の電磁誘導流体加熱装置によれば、前記発熱管の現在温度が、前記被加熱流体が変質障害を発生する流体変質発生温度未満になるように制限するリミッター機能を備え、前記発熱管の現在温度が前記流体変質発生温度未満の状態で前記加熱ユニット手段に対して前記カスケード制御動作又は前記予熱温度制御動作を実行するようにしたので、前記発熱管の現在温度を流体変質発生温度未満の状態に保つことで、前記カスケード制御動作時又は前記予熱温度制御動作時の被加熱流体の変質障害を確実に防止することができる。
【００２３】
本発明の電磁誘導流体加熱装置によれば、前記流量制御手段にて前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定されると、前記カスケード制御動作を中止して、前記ユニット出口流体温度検出手段にて検出した被加熱流体の現在温度を、前記微小流量から前記定常流量に切替えられたときに前記配管出口から噴出する被加熱流体の温度が前記目標温度に急速に到達するための目標予熱温度に維持すべく、前記ユニット制御手段に対して前記発熱管の予熱温度制御動作を実行するようにしたので、定常流量又は微小流量に切替設定可能な装置において、前記微小流量に切替設定後、前記定常流量に切替設定したとしても、例えば予熱用ヒータ等の複雑な構成を要することなく、カスケード制御動作を中止して前記予熱温度制御動作を実行することで配管出口の被加熱流体の現在温度が目標温度に到達するまでの時間を大幅に短縮化することができる。
【００２４】
本発明の電磁誘導流体加熱装置によれば、前記発熱管の現在温度が、前記被加熱流体が変質障害を発生する流体変質発生温度未満になるように制限するリミッター機能を備え、前記発熱管の現在温度が前記流体変質発生温度未満の状態で前記加熱ユニット手段に対して前記カスケード制御動作又は前記予熱温度制御動作を実行するようにしたので、前記発熱管の現在温度を流体変質発生温度未満の状態に保つことで、前記カスケード制御動作時又は前記予熱温度制御動作時の被加熱流体の変質障害を確実に防止することができる。
【００２５】
本発明の電磁誘導流体加熱装置によれば、前記流量制御手段にて前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定して前記発熱管の予熱温度制御動作中に、前記微小流量から前記定常流量に切替設定されると、前記配管出口から噴出する被加熱流体の現在温度が前記目標温度に到達したタイミングで、前記予熱温度制御動作を中止して前記カスケード制御動作を再開可能にするようにしたので、例えば微小流量から定常流量に切替制御したタイミングで、直ぐにカスケード制御動作を再開したときに発生するような、目標予熱温度の発熱管への定常流量の被加熱流体の流入圧力による高温吐出現象(オーバーシュート)を確実に防止することができる。
【００２６】
本発明の電磁誘導流体加熱装置によれば、強制停止信号を検出すると、前記温度調節器を経由することなく、前記ユニット駆動手段を通じて前記加熱ユニット手段を強制的に停止させるようにしたので、前記制御手段が温度調節器を経由することなく、ユニット駆動手段を通じて直接停止することになるため、加熱ユニット手段を迅速に停止することができる。
【００２７】
本発明の電磁誘導流体加熱装置によれば、前記配管出口から噴出する被加熱流体の加熱対象物が同配管出口にあると判定されると、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を前記定常流量に切替設定すると共に、加熱対象物が同配管出口にないと判定されると、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を前記微小流量に切替設定するようにしたので、例えばターゲット等の加熱対象物が配管出口、例えばチャンバ内の正常位置にある場合にのみ、被加熱流体の流量を定常流量に設定し、加熱対象物が配管出口にない場合には被加熱流体の流量を微小流量に設定することで、連続的に被加熱流体を定常流量とする場合に比較して、被加熱流体の消費量を最小限に抑えることができる。
【００２８】
本発明の電磁誘導流体加熱装置によれば、所定時間タイミングに基づき、前記配管内を流通する被加熱流体の流量を前記定常流量又は前記微小流量に切替設定するようにした、例えば２０秒間定常流量→１０秒間微小流量→２０秒間定常流量→１０秒微小流量→…のように所定時間タイミングで定常流量又は微小流量を切替設定するようにしたので、連続的に被加熱流体を定常流量とする場合に比較して、被加熱流体の消費量を抑えることができる。
【００２９】
上記のように構成された本発明の電磁誘導流体加熱装置の制御方法によれば、前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定されると、前記カスケード制御動作を中止して、前記発熱管の現在温度を検出し、この検出した前記発熱管の現在温度を、前記微小流量から前記定常流量に切替えられたときに前記配管出口から噴出する被加熱流体の温度が前記目標温度に急速に到達するための目標予熱温度に維持すべく、前記加熱ユニット手段に対して前記発熱管の予熱温度制御動作を実行するようにしたので、定常流量又は微小流量に切替設定可能な装置において、前記微小流量に切替設定後、前記定常流量に切替設定したとしても、例えば予熱用ヒータ等の複雑な構成を要することなく、カスケード制御動作を中止して前記予熱温度制御動作を実行することで配管出口の被加熱流体の現在温度が目標温度に到達するまでの時間を大幅に短縮化することができる。
【００３０】
本発明の電磁誘導流体加熱装置の制御方法によれば、前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定されると、前記カスケード制御動作を中止して、前記発熱管の出口での前記被加熱流体の現在温度を、前記微小流量から前記定常流量に切替えられたときに前記配管出口から噴出する被加熱流体の温度が前記目標温度に急速に到達するための目標予熱温度に維持すべく、前記加熱ユニット手段に対して前記発熱管の予熱温度制御動作を実行するようにしたので、定常流量又は微小流量に切替設定可能な装置において、前記微小流量に切替設定後、前記定常流量に切替設定したとしても、例えば予熱用ヒータ等の複雑な構成を要することなく、カスケード制御動作を中止して前記予熱温度制御動作を実行することで配管出口の被加熱流体の現在温度が目標温度に到達するまでの時間を大幅に短縮化することができる。
【００３１】
本発明の電磁誘導流体加熱装置の制御方法によれば、前記配管内を流通する被加熱流体の流量が前記定常流量から前記微小流量に切替設定して前記発熱管の予熱温度制御動作中に、前記微小流量から前記定常流量に切替設定されると、前記配管出口から噴出する被加熱流体の現在温度が前記目標温度に到達したタイミングで、前記予熱温度制御動作を中止して前記カスケード制御動作を再開可能にするようにしたので、例えば微小流量から定常流量に切替制御したタイミングで、直ぐにカスケード制御動作を再開したときに発生するような、目標予熱温度の発熱管への定常流量の被加熱流体の流入圧力による高温吐出現象(オーバーシュート)を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面に基づいて本発明の電磁誘導流体加熱装置における実施の形態を示す半導体基板処理装置について説明する。図１は本実施の形態を示す半導体基板処理装置内部の概略構成を示すブロック図である。
【００３３】
(実施の形態１)
図１に示す半導体基板処理装置１は、例えば窒素（Ｎ２）等の被加熱流体を、フッ素樹脂製の配管２内に供給する被加熱流体供給装置３と、配管２内を流通する被加熱流体を電磁誘導にて加熱する電磁誘導式ヒータユニット４と、この半導体基板処理装置１全体を制御する制御装置５とを有し、電磁誘導式ヒータユニット４にて被加熱流体を加熱し、同加熱した被加熱流体を配管出口方向に配置した流体噴射ノズル６からチャンバ７内の正常位置に配置したターゲット１００に対して目標温度で噴射することで、同ターゲット１００を乾燥するための処理装置である。
【００３４】
配管２は、被加熱流体供給装置３及び電磁誘導式ヒータユニット４間を連通接続して、被加熱流体供給装置３から被加熱流体を電磁誘導式ヒータユニット４に供給すると共に、電磁誘導式ヒータユニット４及び流体噴射ノズル６間を連通接続して、同電磁誘導式ヒータユニット４にて加熱した被加熱流体を流体噴射ノズル６から噴射するものである。
【００３５】
また、電磁誘導式ヒータユニット４及び流体噴射ノズル６間における流体噴射ノズル６側の配管２の外周面には保温用の断熱材２Ａが被覆してある。
【００３６】
また、電磁誘導式ヒータユニット４は、配管２に対して両端部を連通接続した、例えばステンレス製の螺旋状の発熱管４Ａと、同発熱管４Ａの外側に配設された発熱管４Ａを取り囲むように巻装されたコイル４Ｂと、発熱管４Ａの両端部を電気的に接続する短絡棒４Ｃとを有し、同コイル４Ｂに高周波電流を流すことで発熱管４Ａを電磁誘導で加熱し、その結果、同発熱管４Ａを流通する被加熱流体の温度を上昇させるものである。
【００３７】
また、被加熱流体供給装置３及び電磁誘導式ヒータユニット４間には、同配管２内の被加熱流体の流量をＯＮ制御又はＯＦＦ制御する制御バルブ８と、同制御バルブ８にて制御した被加熱流体の流量を一定流量に安定化させる流量コントローラ９とを配置している。
【００３８】
尚、制御バルブ８は、ＯＮ制御されると、被加熱流体供給装置３から定常流量の被加熱流体を電磁誘導式ヒータユニット４に供給すると共に、ＯＦＦ制御されると、被加熱流体供給装置３から電磁誘導式ヒータユニット４への定常流量の供給を停止するものである。
【００３９】
また、半導体基板処理装置１は、電磁誘導式ヒータユニット４内の発熱管４Ａの現在温度を検出する発熱管温度センサ１１と、同発熱管４Ａの出口を流通する被加熱流体の現在温度を検出する発熱管出口温度センサ１２と、流体噴射ノズル６から噴射する被加熱流体の現在温度を検出するノズル出口温度センサ１３と、チャンバ７内の正常位置に配置されたターゲット１００を検出するターゲット検出センサ１４とを有している。尚、チャンバ７内の正常位置とは、乾燥処理を施すためのターゲット１００の装着位置に相当するものである。
【００４０】
さらに、制御装置５は、電磁誘導式ヒータユニット４を駆動制御する、すなわち電磁誘導式ヒータユニット４内のコイル４Ｂに高周波電流を供給するドライバユニット１５と、電磁誘導式ヒータユニット４の加熱温度を調整すると共に、制御装置５全体を制御する温度調整機能付プログラマブルコントローラ（以下、単に温度調整機能付ＰＬＣと称する）１７Ａとを有し、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、電磁誘導式ヒータユニット４の加熱温度を調整する温度調節器１６と、制御装置５全体を制御するＰＬＣ１７とで構成し、温度調節器１６を通じて発熱管温度センサ１１、発熱管出口温度センサ１２及びノズル出口温度センサ１３及びターゲット検出センサ１４等の検出結果を取得し、この検出結果に基づき、制御バルブ８、流量コントローラ９及びドライバユニット１５等を制御するものである。
【００４１】
また、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、ノズル出口温度センサ１３にて流体噴射ノズル６から噴射する被加熱流体の現在温度を検出し、同被加熱流体の現在温度が目標温度となるように、ドライバユニット１５を通じて電磁誘導式ヒータユニット４を制御するカスケード制御動作を実行するものである。尚、目標温度とは、チャンバ７内の正常位置に配置されたターゲット１００に対して流体噴射ノズル６から被加熱流体を噴射して同ターゲット１００に乾燥処理を施す際の被加熱流体の理想温度に相当するものである。
【００４２】
また、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、発熱管温度センサ１１にて発熱管４Ａの現在温度を検出し、この発熱管４Ａの現在温度が後述する目標予熱温度となるように、ドライバユニット１５を通じて電磁誘導式ヒータユニット４を制御する予熱温度制御動作を実行するものである。
【００４３】
また、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、ターゲット検出センサ１４にてチャンバ７内の正常位置に配置されたターゲット１００を検出すると、制御バルブ８をＯＮ制御することで被加熱流体供給装置３から電磁誘導式ヒータユニット４への定常流量の被加熱流体の供給を開始すると共に、ターゲット検出センサ１４にてチャンバ７内の正常位置に配置されたターゲット１００を検出しないと、制御バルブ８をＯＦＦ制御することで被加熱流体供給装置３から電磁誘導式ヒータユニット４への定常流量の被加熱流体の供給を停止するものである。
【００４４】
温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、制御バルブ８のＯＮ制御時にカスケード制御動作を実行し、制御バルブ８のＯＦＦ制御時に予熱温度制御動作を実行するものである。
【００４５】
また、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、制御バルブ８をＯＮからＯＦＦに切替制御すると、動作中のカスケード制御動作を停止し、発熱管温度センサ１１にて発熱管４Ａの現在温度を検出し、この発熱管４Ａの現在温度が目標予熱温度になるように、ドライバユニット１５を通じて電磁誘導式ヒータユニット４を制御する予熱温度制御動作を開始するものである。尚、制御バルブ８をＯＦＦ制御すると、電磁誘導式ヒータユニット４に対する定常流量の被加熱流体の供給を停止して発熱管４Ａ内の被加熱流体の流量がゼロに近い微小流量になるため、目標予熱温度は、その後、制御バルブ８をＯＮ制御したときに流体噴射ノズル６から噴射する被加熱流体の温度を急速、例えば２秒以内に目標温度に到達させることができる、予め算定した発熱管４Ａの理想予熱温度に相当するものである。
【００４６】
また、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａでは、制御バルブ８をＯＦＦからＯＮに切替制御すると、流体噴射ノズル６から噴射する被加熱流体の現在温度を監視し、同被加熱流体の現在温度が目標温度に到達したタイミングで、動作中の予熱温度制御動作を中止してカスケード制御動作を再開するものである。
【００４７】
また、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａでは、発熱管温度センサ１１にて検出した発熱管４Ａの現在温度及び発熱管出口温度センサ１２にて検出した発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度に基づき、発熱管４Ａを流通中の被加熱流体の現在温度を流体変質温度未満に抑えるように、発熱管４Ａの異常温度上昇を制限するリミッター機能を備えている。尚、流体変質温度未満とは、発熱管４Ａの異常加熱で被加熱流体の流体変質が生じることなく、しかも、配管２に被覆した断熱材２Ａが溶融しない程度の温度に相当するものである。
【００４８】
また、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａ内のＰＬＣ１７では、図示せぬ強制停止信号を検出すると、温度調節器１６を経由することなく、ドライバユニット１５を通じて電磁誘導式ヒータユニット４を強制的に停止するものである。
【００４９】
尚、請求項記載の電磁誘導流体加熱装置は半導体基板処理装置１、配管は配管２、配管出口は流体噴射ノズル６のノズル出口、流量制御手段は制御バルブ８、発熱管は発熱管４Ａ、加熱ユニット手段は電磁誘導式ヒータユニット４、出口側流体温度検出手段はノズル出口温度センサ１３、ユニット制御手段は制御装置５、ドライバユニット１５、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａ（温度調節器１６及びＰＬＣ１７）、発熱管温度検出手段は発熱管温度センサ１１、ユニット出口流体温度検出手段は発熱管出口温度センサ１２、ユニット駆動手段はドライバユニット１５、制御手段は温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａ（ＰＬＣ１７）、対象物判定手段は温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａ（ＰＬＣ１７）及びターゲット検出センサ１４、対象物はターゲット１００に相当するものである。
【００５０】
次に第１の実施の形態を示す半導体基板処理装置１の動作について説明する。図２は同半導体基板処理装置１のターゲット乾燥準備処理及びターゲット乾燥運用処理に関わる被加熱流体の流量、発熱管４Ａの温度推移、発熱管４Ａ出口の温度推移及びノズル出口の温度推移の関係を端的に示す説明図、図３は同半導体基板処理装置１のターゲット乾燥準備処理に関わる温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａの処理動作を示すフローチャートである。
【００５１】
図３に示すターゲット乾燥準備処理とは、チャンバ７内の正常位置に配置されたターゲット１００に対して流体噴射ノズル６から被加熱流体を噴射して同ターゲット１００を乾燥するターゲット乾燥運用処理を運用するための準備処理である。
【００５２】
図３において温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、ターゲット乾燥処理の起動操作を検出すると(ステップＳ１１)、制御バルブ８をＯＮ制御することで(ステップＳ１２)、被加熱流体供給装置３から定常流量（例えば３０Ｌ／１分）の被加熱流体を、配管２を通じて電磁誘導式ヒータユニット４に供給することになる(図２のポイントＡ参照)。
【００５３】
温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、ノズル出口温度センサ１３にて検出したノズル出口の被加熱流体の現在温度に基づき、電磁誘導式ヒータユニット４に対してカスケード制御動作を開始し（ステップＳ１３）、定常流量の被加熱流体を電磁誘導式ヒータユニット４で徐々に加熱することで、ノズル出口の被加熱流体の現在温度が徐々に上昇することになる(図２のポイントＢ参照)。
【００５４】
温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、ノズル出口温度センサ１３にて検出したノズル出口の被加熱流体の現在温度が目標温度に到達維持したか否かを判定する(ステップＳ１４)。
【００５５】
温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、ノズル出口の被加熱流体の現在温度が目標温度に到達維持したのであれば（図２のポイントＣ参照）、制御バルブ８をＯＦＦ制御することで(ステップＳ１５)、被加熱流体供給装置３から電磁誘導式ヒータユニット４への定常流量（例えば３０Ｌ／１分）の被加熱流体の供給を停止することになる(図２のポイントＤ参照)。
【００５６】
温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、制御バルブ８をＯＦＦ制御すると、動作中のカスケード制御動作を中止し、発熱管温度センサ１１にて検出した発熱管４Ａの現在温度に基づき、電磁誘導式ヒータユニット４に対して予熱温度制御動作を開始し(ステップＳ１６)、電磁誘導式ヒータユニット４内の発熱管４Ａを徐々に加熱することで、同発熱管４Ａの現在温度が徐々に上昇することになる(図２のポイントＥ参照)。
【００５７】
尚、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａでは、予熱温度制御動作継続中に、同発熱管４Ａの現在温度を目標予熱温度に到達するまで発熱管４Ａを電磁誘導で加熱することになるが、発熱管４Ａの現在温度を監視し、同発熱管４Ａの現在温度が流体変質温度未満になるように、電磁誘導式ヒータユニット４を温度制御している。
【００５８】
また、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、発熱管温度センサ１１にて検出した発熱管４Ａの現在温度が目標予熱温度に到達したか否かを判定する(ステップＳ１７)。
【００５９】
温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、発熱管４Ａの現在温度が目標予熱温度に到達したのであれば(図２のポイントＦ参照)、同発熱管４Ａの現在温度を目標予熱温度に維持し(ステップＳ１８)、図４に示すターゲット乾燥処理の運用動作を開始すべく(ステップＳ１９)、この処理動作を終了する。
【００６０】
また、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、ステップＳ１４にてノズル出口の被加熱流体の現在温度が目標温度に到達したのでなければ、カスケード制御動作を継続すべく、ステップＳ１３に移行する。
【００６１】
尚、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａでは、カスケード制御動作継続中に、ノズル出口の被加熱流体の現在温度が目標温度に到達するまで発熱管４Ａを電磁誘導で加熱することになるが、発熱管４Ａの現在温度を監視し、同発熱管４Ａの現在温度が流体変質温度未満になるように、電磁誘導式ヒータユニット４を温度制御している。
【００６２】
また、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、ステップＳ１７にて発熱管４Ａの現在温度が目標予熱温度に到達したのでなければ、同発熱管４Ａの現在温度を目標予熱温度まで上昇させるために、予熱温度制御動作を継続すべく、ステップＳ１６に移行する。
【００６３】
図３に示すターゲット乾燥準備処理によれば、ターゲット乾燥処理の起動操作を検出すると、制御バルブ８をＯＮ制御して電磁誘導式ヒータユニット４に対する被加熱流体の供給を開始し、同電磁誘導式ヒータユニット４に対するカスケード制御動作を開始することでノズル出口の被加熱流体の現在温度を目標温度に到達させた後、制御バルブ８をＯＦＦ制御して電磁誘導式ヒータユニット４への被加熱流体の供給を停止し、同電磁誘導式ヒータユニット４に対する予熱温度制御動作を開始することで、発熱管４Ａの現在温度を予熱目標温度に到達維持させることで、図４に示すターゲット乾燥運用処理の準備を整えることができる。
【００６４】
次にターゲット乾燥運用処理に関わる温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａの処理動作について説明する。図４はターゲット乾燥運用処理に関わる温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａの処理動作を示すフローチャートである。
【００６５】
図４に示すターゲット乾燥運用処理とは、チャンバ７内の正常位置でターゲット１００を検出すると、同ターゲット１００に対して流体噴射ノズル６から定常流量の被加熱流体を噴射し、同ターゲット１００を乾燥する処理である。尚、説明の便宜上、チャンバ７内の正常位置には３０秒周期でターゲット１００を順次搬入配置し、同ターゲット１００に対して１０秒以内の乾燥処理を施した後、同乾燥処理を施したターゲット１００をチャンバ７内から搬出するものである。
【００６６】
図４において温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、図３のターゲット乾燥準備処理が完了すると、発熱管４Ａの現在温度を目標予熱温度に維持した状態で、ターゲット検出センサ１４にてチャンバ７内の正常位置でターゲット１００を検出したか否かを判定する(ステップＳ３１)。
【００６７】
温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、正常位置でターゲット１００を検出したのであれば、制御バルブ８をＯＮ制御することで電磁誘導式ヒータユニット４に対して定常流量の被加熱流体の供給を開始し(ステップＳ３２：図２のポイントＧ参照)、例えば１０秒間の噴射タイマをスタートする（ステップＳ３３）。尚、この際、電磁誘導式ヒータユニット４では、ステップＳ３２にて制御バルブ８をＯＮ制御する直前の状態では発熱管４Ａの現在温度が目標予熱温度に到達維持されているため(図２のポイントＦ参照)、ステップＳ３２にて制御バルブ８をＯＮ制御すると、定常流量の被加熱流体が予熱温度維持中の発熱管４Ａ内を流通することで、流体噴射ノズル６から噴射する被加熱流体の現在温度を急速に目標温度まで上昇することになる（図２のポイントＨ及びポイントＩ参照）。
【００６８】
そして、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、ステップＳ３３の噴射タイマをスタートして、流体噴射ノズル６から噴射する被加熱流体の現在温度を急速に目標温度に到達したタイミングで(図２のポイントＩ参照)、予熱温度制御動作を中止して、電磁誘導式ヒータユニット４に対するカスケード制御動作を開始し、その結果、流体噴射ノズル６からターゲット１００に対して定常流量の被加熱流体を噴射し、同ターゲット１００に対する乾燥処理を施すことになる(ステップＳ３４)。
【００６９】
さらに、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａでは、流体噴射ノズル６からターゲット１００への被加熱流体の噴射動作を継続して（図２のポイントＪ参照）、ステップＳ３３にてスタートした噴射タイマがタイムアップしたか否かを判定する(ステップＳ３５)。
【００７０】
温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａでは、噴射タイマがタイムアップしたのであれば、被加熱流体の噴射を停止すべく、制御バルブ８をＯＦＦ制御することで(ステップＳ３６)、電磁誘導式ヒータユニット４への被加熱流体の供給を停止し(図２のポイントＫ参照)、例えば２０秒間の予熱タイマをスタートする(ステップＳ３７)。
【００７１】
温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａでは、予熱タイマをスタートすると、現在動作中のカスケード制御動作を中止し、発熱管４Ａの現在温度を目標予熱温度に到達させるべく、電磁誘導式ヒータユニット４に対して予熱温度制御動作を開始し(ステップＳ３８)、電磁誘導式ヒータユニット４内の発熱管４Ａを加熱して同発熱管４Ａの現在温度を上昇させることで(図２のポイントＬ参照)、同発熱管４Ａの現在温度が目標予熱温度に到達することになる(図２のポイントＭ参照)。
【００７２】
さらに、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、発熱管４Ａの現在温度が目標予熱温度に到達維持したまま、ステップＳ３７にてスタートした予熱タイマがタイムアップしたか否かを判定する(ステップＳ３９)。
【００７３】
温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａでは、予熱タイマがタイムアップしたのであれば、同発熱管４Ａの現在温度を目標予熱温度に到達維持したまま(ステップＳ４０)、チャンバ７内の正常位置で次のターゲット１００を検出したか否かを判定すべく、ステップＳ３１に移行することになる。
【００７４】
温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、ステップＳ３１にて次のターゲット１００を検出したのであれば、制御バルブ８をＯＮ制御すべく、ステップＳ３２に移行することになる(図２のポイントＮ参照)。このようにターゲット１００がチャンバ７内の正常位置に配置される度に、カスケード制御動作の温度制御による乾燥処理及び予熱温度制御動作の温度制御による予熱処理を繰り返し実行するものである。
【００７５】
また、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、ステップＳ３１にて新たなターゲットを検出したのでなければ、発熱管４Ａの現在温度を目標予熱温度に維持させるべく、ステップＳ４０に移行する。
【００７６】
また、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａでは、ステップＳ３５にて噴射タイマがタイムアップしたのでなければ、流体噴射ノズル６から噴射する被加熱流体の現在温度を目標温度に維持したまま、被加熱流体の噴射を継続すべく、ステップＳ３４のカスケード制御動作を継続することになる。
【００７７】
また、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、ステップＳ３９にて予熱タイマがタイムアップしたのでなければ、発熱管４Ａの現在温度を目標予熱温度に到達維持すべく、ステップＳ３８の予熱温度制御動作を継続することになる。
【００７８】
図４に示すターゲット乾燥運用処理によれば、図３のターゲット乾燥準備処理完了後、発熱管４Ａの現在温度を目標予熱温度に維持したまま、チャンバ７内の正常位置でターゲット１００を検出すると、制御バルブ８をＯＮ制御することで電磁誘導式ヒータユニット４に対する定常流量の被加熱流体の供給を開始し、その後、カスケード制御動作を開始することになるが、発熱管４Ａの現在温度が目標予熱温度に到達維持した状態であるため、同発熱管４Ａに定常流量の被加熱流体が流入したとしても、同被加熱流体の現在温度が急速に上昇して目標温度に到達することができ、その結果、同ターゲット１００に対して目標温度の被加熱流体を噴射することで乾燥処理を実現することができる。
【００７９】
また、ターゲット乾燥運用処理によれば、ターゲット１００に対する目標温度での乾燥処理が完了すると、制御バルブ８をＯＦＦ制御することで電磁誘導式ヒータユニット４に対する定常流量の被加熱流体の供給を停止して予熱温度制御動作を開始し、正常位置に新たなターゲット１００を検出するまで発熱管４Ａの現在温度を目標予熱温度に到達維持するようにしたので、新たなターゲット１００を検出して制御バルブ８をＯＮ制御したとしても、流体噴射ノズル６から噴射する被加熱流体の現在温度を急速に目標温度に到達させることができる。
【００８０】
従って、第１の実施の形態によれば、制御バルブ８をＯＮからＯＦＦ制御すると、カスケード制御動作を中止して、発熱管温度検出センサ１１にて検出した発熱管４Ａの温度を目標予熱温度に到達維持すべく、予熱温度制御動作を実行するようにしたので、制御バルブ８をＯＦＦからＯＮに切替制御したとしても、流体噴射ノズル６から噴射する被加熱流体の現在温度を目標温度に急速に到達させるまでの時間を大幅に短縮化することができる。
【００８１】
また、第１の実施の形態によれば、発熱管４Ａの現在温度を流体変質発生温度未満に抑えた状態でカスケード制御動作又は予熱温度制御動作を実行するようにしたので、発熱管４Ａの異常加熱による被加熱流体の流体変質の発生を確実に防止すると共に、電磁誘導式ヒータユニット４に対する被加熱流体の供給停止時での発熱管４Ａの異常加熱による配管２の断熱材２Ａの溶融を確実に防止することができる。
【００８２】
第１の実施の形態によれば、予熱温度制御動作中に制御バルブ８をＯＦＦからＯＮに切替制御したとしても、直ぐにカスケード制御動作を再開するのではなく、流体噴射ノズル６から噴出する被加熱流体の現在温度が目標温度に到達したタイミングでカスケード制御動作を再開可能にしたので、例えば制御バルブ８をＯＦＦからＯＮに切替制御したタイミングで、直ぐにカスケード制御動作を再開したときに発生するような、目標予熱温度の発熱管４Ａへの定常流量の被加熱流体の流入圧力による高温吐出現象(オーバーシュート)を確実に防止することができる。
【００８３】
また、第１の実施の形態によれば、半導体基板処理装置１を強制停止する強制停止検出信号をＰＬＣ１７側で検出すると、温度調節器１６を経由することなく、ドライバユニット１５を通じて電磁誘導式ヒータユニット４を強制的に停止するようにしたので、ＰＬＣ１７側では、温度調節器１６を経由することなく、ドライバユニット１５を通じて直接停止することになるため、電磁誘導式ヒータユニット４を迅速に停止することができる。
【００８４】
また、第１の実施の形態によれば、チャンバ７内の正常位置でターゲット１００を検出した場合には制御バルブ８をＯＮ制御すると共に、正常位置で同ターゲット１００を検出しない場合に、制御バルブ８をＯＦＦ制御するようにしたので、連続的に被加熱流体を定常流量とする場合に比較して、被加熱流体の消費量を大幅に削減することができる。
【００８５】
尚、上記第１の実施の形態においては、発熱管温度センサ１１にて検出した発熱管４Ａの現在温度を監視し、この発熱管４Ａの現在温度に基づき予熱温度制御動作を実行するようにしたが、発熱管温度センサ１１ではなく、発熱管出口温度センサ１２にて検出した発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度を監視し、この発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度に基づき予熱温度制御動作を実行するようにしても良く、この場合の実施の形態につき、第２の実施の形態として説明する。尚、第１の実施の形態を示す半導体基板処理装置１と同一の構成については同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
【００８６】
(実施の形態２)
第２の実施の形態を示す半導体基板処理装置１Ａと第1の実施の形態を示す半導体基板処理装置１とが異なるところは、発熱管出口温度センサ１２にて検出した発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度を監視し、この発熱管４Ａ出口の現在温度に基づき予熱温度制御動作を実行する点にある。
【００８７】
温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、発熱管出口温度センサ１２にて発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度を検出し、この発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度が目標予熱温度となるように発熱管４Ａの現在温度を制御すべく、ドライバユニット１５を通じて電磁誘導式ヒータユニット４を制御する予熱温度制御動作を実行するものである。
【００８８】
温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、制御バルブ８をＯＮからＯＦＦに切替制御すると、動作中のカスケード制御動作を停止し、発熱管出口温度センサ１２にて発熱管４Ａ出口の微量の被加熱流体の現在温度の現在温度を検出し、この発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度が目標予熱温度となるように発熱管４Ａの現在温度を制御すべく、ドライバユニット１５を通じて電磁誘導式ヒータユニット４を制御する予熱制御動作を開始するものである。尚、制御バルブ８をＯＦＦ制御すると、電磁誘導式ヒータユニット４に対する定常流量の被加熱流体の供給を停止して発熱管４Ａ内の被加熱流体の流量がゼロに近い微小流量になるため、目標予熱温度は、その後、制御バルブ８をＯＮ制御したときに流体噴射ノズル６から噴射する被加熱流体の温度を急速、例えば２秒以内に目標温度に到達させることができる、予め算定した発熱管４Ａ出口の被加熱流体の理想予熱温度に相当するものである。
【００８９】
次に第２の実施の形態を示す半導体基板処理装置１Ａの動作について説明する。図５は第２の実施の形態に関わる半導体基板処理装置１Ａのターゲット乾燥準備処理に関わる温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａの処理動作を示すフローチャート、図６は同半導体基板処理装置１Ａのターゲット乾燥運用処理に関わる温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａの処理動作を示すフローチャートである。
【００９０】
図５において温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、ステップＳ１１乃至ステップＳ１５の処理動作を実行した後、ステップＳ１５にて制御バルブ８をＯＮからＯＦＦ制御すると、動作中のカスケード制御動作を中止して、発熱管出口温度センサ１２にて検出した発熱管４Ａ出口の微量の被加熱流体の現在温度に基づき、電磁誘導式ヒータユニット４に対して予熱温度制御動作を開始し(ステップＳ１６Ａ)、電磁誘導式ヒータユニット４内の発熱管４Ａを徐々に加熱することで、同発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度を目標予熱温度に合致させることになる。
【００９１】
温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、発熱管出口温度センサ１２にて検出した発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度が目標予熱温度に合致させたか否かを判定する(ステップＳ１７Ａ)。
【００９２】
温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、発熱管４Ａ出口の現在温度が目標予熱温度に合致したのであれば、同発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度を目標予熱温度に維持し（ステップＳ１８Ａ）、図６に示すターゲット乾燥処理の運用動作を開始すべく（ステップＳ１９Ａ）、この処理動作を終了する。
【００９３】
また、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、ステップＳ１７Ａにて発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度が目標予熱温度に合致させたのでなければ、発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度を目標予熱温度に合致させるように、予熱温度制御動作を継続すべく、ステップＳ１６Ａに移行する。
【００９４】
図５に示すターゲット乾燥準備処理によれば、ターゲット乾燥処理の起動操作を検出すると、制御バルブ８をＯＮ制御して電磁誘導式ヒータユニット４に対する被加熱流体の供給を開始し、同電磁誘導式ヒータユニット４に対するカスケード制御動作を開始することでノズル出口の被加熱流体の現在温度を目標温度に到達させた後、制御バルブ８をＯＦＦ制御して電磁誘導式ヒータユニット４への被加熱流体の供給を停止し、発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度に基づき、同電磁誘導式ヒータユニット４に対する予熱温度制御動作を開始し、発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度を予熱目標温度に合致させることで、図６に示すターゲット乾燥運用処理の準備を整えることができる。
【００９５】
図６において温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、ステップＳ３１乃至ステップＳ３７の処理動作を実行した後、ステップＳ３７にて予熱タイマをスタートすると、現在動作中のカスケード制御動作を中止し、発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度を目標予熱温度に合致させるべく、電磁誘導式ヒータユニット４に対して予熱温度制御動作を開始し(ステップＳ３８Ａ）、電磁誘導式ヒータユニット４内の発熱管４Ａを加熱して同発熱管４Ａの現在温度を上昇させることで、発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度が目標予熱温度に合致することになる。
【００９６】
さらに、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度が目標予熱温度に合致させたまま、ステップＳ３７にてスタートした予熱タイマがタイムアップしたか否かを判定する(ステップＳ３９Ａ)。
【００９７】
温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａでは、予熱タイマがタイムアップしたのであれば、同発熱管４Ａの現在温度を目標予熱温度に合致させたまま(ステップＳ４０Ａ)、チャンバ７内の正常位置で次のターゲット１００を検出したか否かを判定すべく、ステップＳ３１に移行することになる。
【００９８】
また、温度調整機能付ＰＬＣ１７Ａは、ステップＳ３９Ａにて予熱タイマがタイムアップしたのでなければ、発熱管４Ａの現在温度を目標予熱温度に合致させるべく、ステップＳ３８Ａの予熱温度制御動作を継続することになる。
【００９９】
図６に示すターゲット乾燥運用処理によれば、図５のターゲット乾燥準備処理完了後、発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度を目標予熱温度に合致させたまま、チャンバ７内の正常位置でターゲット１００を検出すると、制御バルブ８をＯＮ制御することで電磁誘導式ヒータユニット４に対する定常流量の被加熱流体の供給を開始し、その後、カスケード制御動作を開始することになるが、発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度が目標予熱温度に合致させた状態であるため、同発熱管４Ａに定常流量の被加熱流体が流入したとしても、流体噴射ノズル６から噴射する被加熱流体の現在温度が急速に上昇して目標温度に到達することができ、その結果、同ターゲット１００に対して目標温度の被加熱流体を噴射することで乾燥処理を実現することができる。
【０１００】
また、ターゲット乾燥運用処理によれば、ターゲット１００に対する目標温度での乾燥処理が完了すると、制御バルブ８をＯＦＦ制御することで電磁誘導式ヒータユニット４に対する定常流量の被加熱流体の供給を停止して予熱温度制御動作を開始し、正常位置に新たなターゲット１００を検出するまで発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度を目標予熱温度に合致させるようにしたので、新たなターゲット１００を検出して制御バルブ８をＯＮ制御したとしても、流体噴射ノズル６から噴射する被加熱流体の現在温度を急速に目標温度に到達させることができる。
【０１０１】
従って、第２の実施の形態によれば、制御バルブ８をＯＮからＯＦＦ制御すると、カスケード制御動作を中止して、発熱管出口温度検出センサ１２にて検出した発熱管４Ａ出口の被加熱流体の現在温度を目標予熱温度に合致させるべく、予熱温度制御動作を実行するようにしたので、制御バルブ８をＯＦＦからＯＮに切替制御したとしても、流体噴射ノズル６から噴射する被加熱流体の現在温度を目標温度に急速に到達させるまでの時間を大幅に短縮化することができる。
【０１０２】
また、第２の実施の形態によれば、発熱管４Ａの現在温度を流体変質発生温度未満に抑えた状態でカスケード制御動作又は予熱温度制御動作を実行するようにしたので、発熱管４Ａの異常加熱による被加熱流体の流体変質の発生を確実に防止すると共に、電磁誘導式ヒータユニット４に対する被加熱流体の供給停止時での発熱管４Ａの異常加熱による配管２の断熱材２Ａの溶融を確実に防止することができる。
【０１０３】
第２の実施の形態によれば、予熱温度制御動作中に制御バルブ８をＯＦＦからＯＮに切替制御したとしても、直ぐにカスケード制御動作を再開するのではなく、流体噴射ノズル６から噴出する被加熱流体の現在温度が目標温度に到達したタイミングでカスケード制御動作を再開可能にしたので、発熱管４Ａへの定常流量の被加熱流体の流入圧力による高温吐出現象(オーバーシュート)を確実に防止することができる。
【０１０４】
また、第２の実施の形態によれば、半導体基板処理装置１を強制停止する強制停止検出信号をＰＬＣ１７側で検出すると、温度調節器１６を経由することなく、ドライバユニット１５を通じて電磁誘導式ヒータユニット４を強制的に停止するようにしたので、ＰＬＣ１７側では、温度調節器１６を経由することなく、ドライバユニット１５を通じて直接停止することになるため、電磁誘導式ヒータユニット４を迅速に停止することができる。
【０１０５】
また、第２の実施の形態によれば、チャンバ７内の正常位置でターゲット１００を検出した場合には制御バルブ８をＯＮ制御すると共に、正常位置で同ターゲット１００を検出しない場合に、制御バルブ８をＯＦＦ制御するようにしたので、連続的に被加熱流体を定常流量とする場合に比較して、被加熱流体の消費量を大幅に削減することができる。
【０１０６】
尚、上記実施の形態においては、例えば窒素ガス等の被加熱流体を目標温度に加熱して同加熱した被加熱流体をチャンバ７のターゲット１００に対して噴射して乾燥する気体加熱の減圧乾燥器等の半導体基板処理装置を例に挙げて説明したが、例えば電磁誘導式ヒータユニット４を２台配置し、一方の電磁誘導式ヒータユニットにて８０℃に加熱した超純水やオゾン水等の洗浄水で処理槽内のシリコンウェハを洗浄し、洗浄後、他方の電磁誘導式ヒータユニットにて加熱した窒素ガス等でシリコンウェハを乾燥する構成のウェハ洗浄・乾燥処理装置や、電磁誘導式ヒータユニットにて超純水を加熱し、８０℃の超純水で液晶ガラス基板を洗浄する液晶ガラス基板洗浄装置等の半導体基板処理装置にも適用可能であり、さらには同半導体基板処理装置に限らず、被加熱流体を加熱してユースフルポイントで目標温度の被加熱流体を提供する電磁誘導式ヒータユニット４を採用した各種システムに有用であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明の電磁誘導流体加熱装置によれば、配管内を流通する被加熱流体の流量が定常流量から微小流量に切替設定されると、カスケード制御動作を中止して、発熱管温度検出手段にて検出した発熱管の現在温度を、前記微小流量から前記定常流量に切替えられたときに前記配管出口から噴出する被加熱流体の温度が目標温度に急速に到達するための目標予熱温度に維持すべく、ユニット制御手段に対して発熱管の予熱温度制御動作を実行するようにしたので、前記微小流量に切替設定後、前記定常流量に切替設定したとしても、例えば予熱用ヒータ等の複雑な構成を要することなく、カスケード制御動作を中止して前記予熱温度制御動作を実行することで配管出口の被加熱流体の現在温度が目標温度に急速に到達するまでの時間を大幅に短縮化することができるため、被加熱流体を定常流量又は微小流量に切替設定可能で、ユースフルポイントで目標温度の被加熱流体を提供することができる各種システムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の電磁誘導流体加熱装置の第１の実施の形態を示す半導体基板処理装置内部の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態を示す半導体基板処理装置のターゲット乾燥準備処理及びターゲット乾燥運用処理に関わる被加熱流体の流量、発熱管４Ａの温度推移、発熱管出口の温度推移及びノズル出口の温度推移の関係を端的に示す説明図である。
【図３】第１の実施の形態を示す半導体基板処理装置のターゲット乾燥準備処理に関わる温度調整機能付ＰＬＣの処理動作を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施の形態を示す半導体基板処理装置のターゲット乾燥運用処理に関わる温度調整機能付ＰＬＣの処理動作を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施の形態を示す半導体基板処理装置のターゲット乾燥準備処理に関わる温度調整機能付ＰＬＣの処理動作を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態を示す半導体基板処理装置のターゲット乾燥運用処理に関わる温度調整機能付ＰＬＣの処理動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０９】
１  半導体基板処理装置(電磁誘導流体加熱装置)
２  配管
４  電磁誘導式ヒータユニット（加熱ユニット手段）
４Ａ  発熱管
５  制御装置(ユニット制御手段)
６  流体噴射ノズル
８  制御バルブ
１１  発熱管温度センサ（発熱管温度検出手段）
１２  発熱管出口温度センサ（ユニット出口流体温度検出手段）
１３  ノズル出口温度センサ（出口側流体温度検出手段）
１４  ターゲット検出センサ(対象物判定手段)
１５  ドライバユニット(ユニット制御手段、ユニット駆動手段)
１７Ａ  温度調整機能付ＰＬＣ(ユニット制御手段、制御手段、対象物判定手段)
１００  ターゲット(対象物)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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